Полупрозрачный селеновый слой на ячейке для применения в тандемных солнечных батареях

Бифакальная солнечная батарея  нового  типа показала эффективность преобразования энергии 5,2% на передней стороне ячейки через контакт n-типа и 2,7% на обратной  стороне через контакт p-типа.

Ученые из Технического университета Дании изготовили бифакальный селеновый солнечный элемент, который может использоваться в качестве верхнего элемента в тандемных солнечных батареях.

«Selenium (Se) является подходящим широкополосным поглотителем с зарегистрированной прямой полосой пропускания 1,83-2 электрон-вольта для его кристаллического тригонального аллотропа», — пояснили исследователи, добавив, что полупроводник обладает низкой токсичностью и потенциалом для недорогого процесса изготовления.

Для предлагаемой ячейки датская группа использовала тригональный селен, который имеет более высокую полосу пропускания в 1,92 электрон вольта и полупрозрачен с обеих сторон.

Ячейка была разработана в четырех вариантах: две ячейки толщиной 300 нм с монофазным ( монокристаллической солнечной батареи) и бифазным дизайном ( для бифакальной солнечной батареи), соответственно; и две ячейки для устройств толщиной 500 нм с монофазным и бифазным дизайном, соответственно. Для обратного контакта академики использовали оксид индия-олова (ITO) вместо золота.

bifacial солнечная батарея  с толщиной 300 нм, показавшее наилучшие характеристики среди четырех типов элементов, продемонстрировало эффективность преобразования энергии 5,2% на передней стороне через контакт n-типа и 2,7% на задней стороне через контакт p-типа. Ток короткого замыкания составил 10,96 мА на передней стороне и 7,40 мА на задней стороне, а соответствующие значения напряжения разомкнутой цепи — 0,91 и 0,88 В. Толщина 300 нм, как утверждается, обеспечивает оптимальный коэффициент заполнения 52,6% на передней стороне и 41,4% на задней стороне солнечной батареи.

«Было показано, что эффективность освещения с обратной стороны в большей степени зависит от архитектуры устройства и, в частности, от толщины селена», — пояснили ученые. «Это важный шаг на пути к будущему тандему  солнечной батареи с инкорпорированным Se, где будет выгодно инвертировать типичную структуру однопереходного устройства до/при включении его в тандемное устройство».